救治新冠患者需要氧氣,制氧機(jī)制氧是一種途徑。某品牌制氧機(jī)中有一包白色顆粒和一包黑色粉末,白色顆粒成分為過(guò)碳酸鈉(化學(xué)式為2Na2CO3?3H2O2),它是過(guò)氧化氫與碳酸鈉的化合物,遇水后放出氧氣)。某小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究其制氧原理及呼出氣體主要成分CO2的性質(zhì)。
【探究一】
(1)分別取等質(zhì)量的白色顆粒和等體積的水加入a、b兩支試管,再向b試管中加入黑色粉末。觀察到a試管僅有少量氣泡,b試管有大量氣泡。黑色粉末為MnO2起 催化催化作用。
【探究一】
(2)根據(jù)元素守恒,上述反應(yīng)后溶液中溶質(zhì)的成分可能為:①只含NaOH;②只含Na2CO3;③NaOH和Na2CO3的混合物,甲、乙同學(xué)僅針對(duì)前三種可能性,分別設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)2進(jìn)行驗(yàn)證。
序號(hào) | 操作和現(xiàn)象 | 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 |
實(shí)驗(yàn)1 | 取b試管上層清液滴加過(guò)量 稀鹽酸(合理即可) 稀鹽酸(合理即可) ,產(chǎn)生能使澄清石灰水變渾濁的氣體 |
只含Na2CO3 |
實(shí)驗(yàn)2 | 第一步:取b試管上層清液滴加過(guò)量CaCl2溶液,產(chǎn)生白色沉淀并過(guò)濾 第二步:在濾液中滴加酚酞,溶液 無(wú)明顯現(xiàn)象 無(wú)明顯現(xiàn)象 (填現(xiàn)象) |
只含Na2CO3 |
產(chǎn)生使澄清石灰水變渾濁的氣體,只能證明由碳酸鈉,不能證明其中不含氫氧化鈉
產(chǎn)生使澄清石灰水變渾濁的氣體,只能證明由碳酸鈉,不能證明其中不含氫氧化鈉
。【得出結(jié)論】
(4)結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,該制氧機(jī)的制氣原理有兩步反應(yīng),寫出第二步的化學(xué)方程式:
①2Na2CO3?3H2O2
加熱
40
℃
②
2H2O2 2H2O+O2↑
M
n
O
2
2H2O2 2H2O+O2↑
。M
n
O
2
【探究三】呼出氣體主要成分CO2的性質(zhì)探究
小明將制取的二氧化碳通入盛有少量澄清石灰水的試管中,發(fā)現(xiàn)石灰水先變渾濁后又澄清了這一異?,F(xiàn)象。
【查閱資料】
?。趸寂c水、碳酸鈣能通過(guò)化合反應(yīng)生成可溶的碳酸氫鈣。
ⅱ.電導(dǎo)率傳感器用于測(cè)量溶液的導(dǎo)電性強(qiáng)弱,相同溫度下同種溶液離子濃度越大,電導(dǎo)率越大。
ⅲ.濁度傳感器用于測(cè)量溶液中懸浮物的多少,懸浮物越多則透光率越小,濁度值越小,溶液透明時(shí)濁度值(透光率)為100%。
【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】該同學(xué)將制得的二氧化碳持續(xù)通入少量澄清石灰水中,用電導(dǎo)率傳感器采集數(shù)據(jù),如圖3所示。
【分析推理】
(5)①實(shí)驗(yàn)中0~10s澄清石灰水變渾濁、溶液電導(dǎo)率降低的原因是
二氧化碳與石灰水反應(yīng)生成碳酸鈣和水,溶液中離子的數(shù)量減少,溶液的電導(dǎo)率降低
二氧化碳與石灰水反應(yīng)生成碳酸鈣和水,溶液中離子的數(shù)量減少,溶液的電導(dǎo)率降低
。②10s后渾濁的液體又逐漸變澄清、溶液的電導(dǎo)率上升,是因?yàn)?
碳酸鈣與二氧化碳、水反應(yīng)生成可溶于水的碳酸氫鈣,溶液中鈣離子、碳酸氫根離子等濃度變大,導(dǎo)電能力增強(qiáng)
碳酸鈣與二氧化碳、水反應(yīng)生成可溶于水的碳酸氫鈣,溶液中鈣離子、碳酸氫根離子等濃度變大,導(dǎo)電能力增強(qiáng)
。【實(shí)驗(yàn)再探究】
(6)若同時(shí)使用濁度傳感器測(cè)定反應(yīng)過(guò)程中澄清石灰水變渾濁的情況,反應(yīng)過(guò)程中溶液濁度與時(shí)間變化的曲線如圖4,下列說(shuō)法不正確的是
a
a
(填字母)。a.AB段溶液濁度變小是主要因?yàn)橛袣溲趸}固體析出
b.BC段濁度上升,此時(shí)溶液中Ca2+濃度逐漸升高
c.最終溶液并未完全澄清
【答案】催化;稀鹽酸(合理即可);無(wú)明顯現(xiàn)象;產(chǎn)生使澄清石灰水變渾濁的氣體,只能證明由碳酸鈉,不能證明其中不含氫氧化鈉;2H2O2 2H2O+O2↑;二氧化碳與石灰水反應(yīng)生成碳酸鈣和水,溶液中離子的數(shù)量減少,溶液的電導(dǎo)率降低;碳酸鈣與二氧化碳、水反應(yīng)生成可溶于水的碳酸氫鈣,溶液中鈣離子、碳酸氫根離子等濃度變大,導(dǎo)電能力增強(qiáng);a
M
n
O
2
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/5/29 8:0:9組卷:28引用:2難度:0.5
相似題
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1.水產(chǎn)養(yǎng)殖的速效增氧劑“魚(yú)浮靈”的主要成分是過(guò)氧碳酸鈉(aNa2CO3?bH2O2)。
某化學(xué)研究小組對(duì)“魚(yú)浮靈”的制備、成分測(cè)定及增氧原理進(jìn)行了如下探究。
【查閱資料】①過(guò)氧碳酸鈉有Na2CO3和H2O2的雙重性質(zhì);50℃開(kāi)始分解。
②過(guò)氧碳酸鈉在異丙醇(有機(jī)溶劑)中的溶解度較低。
Ⅰ.“魚(yú)浮靈”的制備。
實(shí)驗(yàn)室用Na2CO3與穩(wěn)定劑的混合溶液和30%的H2O2溶液反應(yīng)制備過(guò)氧碳酸鈉,實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。
(1)反應(yīng)溫度不能超過(guò)20℃的原因是
(2)反應(yīng)結(jié)束后,停止攪拌,向反應(yīng)液中加入異丙醇,靜置過(guò)濾、洗滌、干燥,獲得過(guò)氧碳酸鈉固體。加入異丙醇的目的
Ⅱ.“魚(yú)浮靈”的成分測(cè)定。
【定性檢測(cè)】檢測(cè)過(guò)氧碳酸鈉溶液中的成分。
(3)請(qǐng)補(bǔ)充完成下列實(shí)驗(yàn)報(bào)告中的相關(guān)內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)序號(hào) 實(shí)驗(yàn)步驟 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 解釋或結(jié)論 ① 取樣,加入MnO2粉末,用帶火星的木條伸入試管內(nèi) 木條復(fù)燃 反應(yīng)的化學(xué)方程式 ② 溶液中含有Na2CO3
實(shí)驗(yàn)③:稱取一定質(zhì)量的“魚(yú)浮靈”樣品于小燒杯中,加適量水溶解,向小燒杯中加入足量Ba(OH)2溶液,過(guò)濾、洗滌、干燥,得到碳酸鋇(BaCO3)固體3.94g。
實(shí)驗(yàn)④:另稱取相同質(zhì)量的“魚(yú)浮靈”樣品于錐形瓶中,加入足量稀硫酸,再逐滴加入高錳酸鉀溶液,充分反應(yīng),消耗KMnO4的質(zhì)量為1.896g,該反應(yīng)的原理是:2KMnO4+5H2O2+3H2SO4═K2SO4+2MnSO4+5O2↑+8H2O。
(4)計(jì)算確定過(guò)氧碳酸鈉(aNa2CO3?bH2O2)的化學(xué)式(寫出計(jì)算過(guò)程)。
Ⅲ.“魚(yú)浮靈”的增氧原理。
研究小組通過(guò)測(cè)定常溫下相同時(shí)間內(nèi)水溶液中溶解氧的變化,探究、OH-對(duì)H2O2分解速率的影響,設(shè)計(jì)了對(duì)比實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下表。CO2-3編號(hào) ① ② ③ ④ ⑤ 試劑 H2O 4%H2O2溶液 Na2CO3固體
4%H2O2溶液NaOH溶液
4%H2O2溶液NaOH溶液
4%H2O2溶液pH 6.96 6.01 8.14 8.15 9.26 溶解氧
(mg?L-1)5.68 6.44 9.11 9.12 10.97
(6)過(guò)氧碳酸鈉可以速效增氧的原理是發(fā)布:2024/12/25 15:30:1組卷:617引用:6難度:0.5 -
2.某同學(xué)家中有一袋化肥,可能混入了其它化肥,且化肥包裝上字跡模糊,該同學(xué)進(jìn)行了以下探究,請(qǐng)你參與探究并填空.
【提出問(wèn)題】該化肥中含有什么物質(zhì)?
【收集信息】經(jīng)詢問(wèn)得知,該化肥可能為銨態(tài)氮肥.
【提出猜想】該化肥所含的陰離子可能是Cl-、、CO2-3中的一種或幾種.SO2-4
【實(shí)驗(yàn)、記錄與分析】實(shí)驗(yàn)操作步驟 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 分析 (1)取少量該化肥樣品和少量熟石灰放在研缽中混合研磨觀察現(xiàn)象
含有銨根離子 (2)取少量化肥樣品于試管中,加入適量的水完全溶解,滴加足量的Ba(NO3)2溶液,再滴加少量稀HNO3,觀察. 無(wú)沉淀,無(wú)氣體生成 沒(méi)有 (3)?。?)中所得濾液少量于試管中,
滴加AgNO3溶液,觀察
有Cl-存在 發(fā)布:2024/12/25 17:30:2組卷:44引用:8難度:0.5 -
3.氮化鋁(AlN)是一種新型的電子絕緣基片材料,用于大型和超大型集成電路中。
Ⅰ.氮化鋁(AlN)的制備
(1)NH4Cl作為添加劑,受熱分解產(chǎn)生NH3和HCl氣體,其化學(xué)方程式為
(2)反應(yīng)前先通N2,目的是
(3)如圖1,
Ⅱ.氮化鋁(AlN)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)測(cè)定
在生產(chǎn)過(guò)程中,氮化鋁樣品中常含有少量的氧化鋁雜質(zhì)。某小組同學(xué)用圖3和圖4裝置組合來(lái)進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)前稱量1.0g樣品,根據(jù)反應(yīng)中所生成氨氣的體積來(lái)測(cè)定樣品中的氮化鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(實(shí)驗(yàn)中導(dǎo)管體積忽略不計(jì))。
已知:①AlN+NaOH+H2O═NaAlO2+NH3↑②Al2O3+2NaOH═2NaAlO2+H2O
(4)主要實(shí)驗(yàn)步驟如下:a、檢驗(yàn)裝置氣密性;b、往錐形瓶中放入適量的AlN樣品;c、打開(kāi)分液漏斗活塞往錐形瓶中加入過(guò)量的濃NaOH溶液;d、測(cè)定收集到水的體積。其中檢查A裝置氣密性的方法是
(5)裝置B中試劑X可以是
(6)虛線框中裝置適宜選用圖4中的裝置
(7)有同學(xué)認(rèn)為實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,會(huì)有NH3殘留在裝置A中,不能完全排出,
(8)用圖3裝置測(cè)得的氣體體積會(huì)偏大,如果用圖5中的E裝置替換圖3中的A裝置就可以減小誤差,其原因是
(9)若裝置經(jīng)過(guò)改進(jìn)后,測(cè)得標(biāo)準(zhǔn)狀況下的NH3體積為0.44L。則該樣品中的AlN的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是發(fā)布:2024/12/25 14:30:2組卷:59引用:2難度:0.9
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